Multi-ELISA misst Viren, Bakterien oder Toxine

Portables Biosensorsystem im Kleinformat

Duisburg (pte007/09.04.2000/09:15)

Mit Biosensorsystemen können Blutwerte untersucht, die Produktion in der Biotechnologie überwacht oder in der Lebensmittelindustrie der Warenein- und -ausgang geprüft werden. Am Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) wurden zwei portable Analysensysteme - Multi-ELISA, eine miniaturisierte Apparatur, mit der in Umwelt- und Lebensmittelanalytik Toxinmengen bestimmt werden, sowie AFFco, ein Gerät, mit dem sich die Wechselwirkung von Antigenen und Antikörpern untersuchen lässt - entwickelt. http://www.ims.fhg.de

Mit handlichen, portablen Immunosensor-Systemen lässt sich Blutserum auf HIV testen bzw. kann man Colibakterien im Wasser oder Toxine in flüssigen Lebensmitteln aufspüren. Der Anwender muss nur noch die Probe zugeben und auf einen Knopf drücken. Innerhalb weniger Minuten erscheint auf dem Display das Ergebnis. Das Prinzip, das hinter den Immunosensoren steckt, ist alt: Menschen und Tiere produzieren Antikörper, um Infektionen zu bekämpfen. Die Antikörper heften sich an die Oberfläche von Viren und Bakterien, Antigene genannt, und markieren sie für das körpereigene Abwehrsystem. In der chemischen Analytik wird die Affinität der Antikörper zu ihren Antigenen genutzt, um bestimmte Stoffe aus Probenlösungen herauszufischen.

"Viele Labors wenden heute ELISA-Tests an", erklärt Dr. Erwin Yacoub-George. "Um die Antigen-Antikörper-Reaktionen sichtbar zu machen, müssen verschiedene Reagenzien auf Mikrotiterplatten aufgebracht und wieder ausgewaschen werden - das dauert oft Stunden." In dem tragbaren Multi-ELISA-Gerät der Fraunhofer-Wissenschaftler geht alles viel schneller, weil die Reaktionen im Durchflussverfahren erfolgen. Die gesuchten Antigene bleiben an den Rezeptorschichten hängen, mit denen die dünnen Kapillaren beschichtet sind. Das Bindungsergebnis wird anschließend durch ein optisches Verfahren sichtbar gemacht und über einen eingebauten Computer ausgewertet.

Während Multi-ELISA die Menge der Viren, Bakterien oder Toxine misst, bestimmt das AFFco-Gerät die Wechselwirkung zwischen Antiköpern und Antigenen. "Interessant ist das Verfahren beispielsweise für Biotechnologie-Firmen, die Antikörper herstellen und wissen wollen, ob die Proteine den gewünschten Anforderungen entsprechen", sagt Dr. Sabine Hauck. Kernstück des Geräts ist ein winziger Schwingquarz, der mit zwanzig Megahertz vibriert. Der Kristall, der mit einer Rezeptorschicht aus Antigenen beschichtet ist, ändert seine Schwingungsfrequenz, sobald sich Antikörper aus der Probe an seiner Oberfläche anlagern. Aus dem Verlauf der Frequenzänderung wird errechnet, wie die Bindung des Antikörpers an das Antigen erfolgt. Informationen: Dr. Erwin Yacoub-George, Dr.Sabine Hauck, E-Mail: yacoub@imsm.fhg.de und hauck@imsm.fhg.de (idw) (Ende)